测量原理光纤干涉仪与条纹动态测量系统软件实现

　　1 引言

　　光纤最早在光学行业中用于传光和传象，在70年代初生产出低损耗光纤后，光纤在通信技术中用于长距离传递信息。由于光纤不仅可以作为光波的传输媒质，而且光波在光纤中的传播时表征光波的特征参量(振幅、相位、偏振态、波长等)因外界因素(如温度、压力、磁场、电场、位移等)的作用而间接或直接地发生变化， 从而可将光纤用作传感器元件来探测各种待测量(物理量、化学量和生物量)，这就是光纤传感器的基本原理。

　　光纤干涉测量技术的原理:测量原理光纤干涉仪与条纹动态测量系统如图1所示。

　　he-ne激光器发出的光耦合进两根保偏光纤中,保持保偏光纤的偏振轴平行,并将输出端紧紧并在一起,则两输出光束发生干涉。当外界参数变化引起两光纤的 光程差变化时,干涉条纹就发生移动。干涉条纹经过光学系统成象于线阵ccd的光敏元阵列上,ccd将干涉条纹转变成电信号,由数据采集系统采集后输入计算 机,计算机对数据进行处理后给出测量结果

　　2 ccd视频信号处理与计算机数据采集

　　面阵ccd的输出信号一般为一定电视制式的具有行、场同步的全电视信号，又成为视频信号。matlab本身除了提供强大的图形绘制和输出功能，同时还发布 了影像处理工具箱，专门用于图像处理。

　　只有将软件与硬件电路相配合，才能保证所开发的ccd相机正常工作，完成从景物成像、曝光、光电转换、电荷转移和读出、ccd输出信号的处理、图像采集和 再现等一系列功能。

　　本文利用图像采集卡bt848实现计算机与ccd相机之间的通信,另外也可以利用 epp方式可以设汁出多种数据采集方法。一种方法是计算机通过定期查询端口，读取数据，这对于用汇编语言或c语言编写的紧密数据采集循环程序是非常方便的，而且编程、调试都比较容易;另一种方法是用中断方式，通过编写一个外部激活irq7hrqs的中断子程序来完成数据采集。ccd相机利用epp发出的 数据选通信号datastb和地址选通信号addrste完成ccd中电荷的垂直、电平转移以及电荷的读出。因此，计算机只需连续不断地读取端口(0x3 儿、0x37c)就可完成数据采集。可以通过设置相邻两个选通信号之间的时间间隔来调节数据的读出速率。利用增强并行口epp方式设计数据采集系统比用 spp方式的硬件电路简单，软件语句少，但由干受计算机isa总线上限频率的限制以及原本用于打印机接口的目的，数据传送率不是很高，可以通过软件的方法 控制epp的读取速率，从而控制相机的读出速率。

　　本系统的采集方法是计算机通过图像采集卡bt848对ccd摄像机摄取的模拟数字信号进行数字转化，对现有的图像文件进行读取、处理，都具有实现简单、原 理清晰、通用性好的特点。采集后的图像信息含量大，而且可以采用不同的格式实时或定时保存，便于分离不同的特征信息，给图像处理与识别提供了极大的便利。